2位乘法电路.doc

国家电工电子实验教学中心
数字电子技术
实 验 报 告

实验题目： 1、 2位乘法器
2、可控加法器
3、可控乘法器
4、数模转换电路
5、模拟转换电路

学 院：
电子信息工程学院
专 业：

学生姓名：

学 号：

任课教师：

2013 年 12 月 3 日

1、设计任务要求
用加法器实现2位乘法电路。
2、设计方案及论证
（1）任务分析：
①设计乘法运算，运用所学的知识，即可转换为累加的情况。其中用到全加器的知识，不过，要在其基础上考虑进位，即所谓的级联。
②A-B=A+(-B) = (A+(-B))补=A补+（-B）反+1
③S3=A1A0B1B0
S2=A1A0B0+A1A0B1
S1=A1A0B1+A0B1B0+A1B1B0+A1A0B0
S0=A0B0
（2）方案比较
方案一： 1.设两位二进制分别为A1A0和B1B0，输出为S3S2S1S0
2.可以用与门（74LS08）

式1 方案一公式
方案二：
见真值表：
A1
A0
B1
B0
E3
S2
S1
S0
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1
表一 真值表
根据真值表画卡诺图列出表达式为：
S3=A1A0B1B0
S2=A1A0B0+A1A0B1
S1=A1A0B1+A0B1B0+A1B1B0+A1A0B0
S0=A0B0
通过真值表的分析和卡诺图的简化，得出逻辑表达式。然后运用逻辑门进行连接，即可得到所需的电路了。
比较方案：
通过对比方案一和方案二，方案二单纯利用基本逻辑门完成此多功能运算电路的电路图需要的逻辑门种类多，且逻辑门个数很多，有几个门还没有接触，其插线复杂，占用空间大，不适合在实际操作中实现，故排除此种方案。方案一所用晶体模块都学过，用起来也比较方便，而且能巩固学过的知识。综合以上，我们小组选择方案一。
（3）系统结构设计
在我们小组的方案中，连续两次用到了全加器，联想到集成块方面的知识，级联全加器可以用74LS183代替，这种双全加器具有独立的全加和与进位输出，即可将每个全加器单独使用，又可将一个全加器的进位输出端与另一个进位输出端连接起来，组成2位串行加法器。此处即用到它的第二个功能。这种集成全加器级联方便，使用时分灵活。具体原理图如下：

图一 原理图
（4）具体电路设计

图二 具体电路图
3、制作及调试过程
（1）制作与调试流程
分别将A1A0和B1B0赋高地电平，数码管就会有相应的数字显示和变化，此时数码管显示值为16进制，但对于两位二进制的乘法最大数值为9，而BCD中0-9的显示和十进制的相同。
（2）遇到的问题与解决方法
进行探索性实验难免会遇到问题，在设计过程中缺少具体明确的设计方向。经过分析后提出了两种方案，理论上两种方案都是可行的，但实际操作中出现了电路复杂等问题，故选用方案优化。
4、系统测试
（1）测试方法及数据
按电路图连接到实验箱上，按照真值表的数据手动操作验证电路。测试数据见下表。
输入数据
测试数据
A1
A0
B1
B0
S3
S2
S1
S0
0
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表二 测试数据表
（3）数据分析及结论
表二中的测试数据结果与真值表中的数据一致，说明此乘法运算电路的电路设计可行的，制作是正确的。
5、系统使用说明
系统外观及接口说明

图三 乘法电路实物连接图
6、总结
（1）收获与体会
经过数小时的实验过程，虽然其间会遇到一些问题，但我们还是坚持了，最终也完成了实验。通过这次，我们意识到了实践与理论相结合的重要性、团队合作的必要性。通过这次的课程设计，发现了自己知识面的不足，找到了以后学习的方向。
（2）对本课程的建议
本学期最新改革的课程设计性实验比以往的实验增加了太多难度，技术层面还好解决，但是硬件方面很难解决，建议学校实验室能统一统计购置所需的芯片及元件。给我们节省出外出购买元件所带来的时间和资金上的损失。
7、参考文献
侯建军.数字电子技术基础. 北京：高等教育出版社
邱寄帆.数字逻辑电路. 北京：清华大学出版社
章忠全.电子技术基础:实验与课程设计.北京：中国电力工业出版社
余孟尝.数字电基础简明教程.高等教育出版社